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Dernière mise à jour : Mai 2018

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SPS - Saclay Plant Sciences

Création d'une collection variétale de Cameline "oléique" par édition de gène

Fait marquant 2017

L'édition par CRISPR-Cas9 des 3 gènes codant la delta-12-desaturase (FAD2) chez Camelina sativa a conduit à l'accumulation d'acide oléique dans l'huile avec des teneurs variant de 10 à 62%. Les différentes combinaisons alléliques sur les 3 gènes homéologues permettent une analyse non biaisée des caractères quantitatifs associés à ces gènes et contribuent de façon unique à la création de variabilité génétique pour l'amélioration de cette espèce.

Les enjeux agronomiques associés aux oléoprotéagineux sont multiples, essentiellement liés à l’huile (extractibilité, rendement, qualité) et au tourteau de pressage, riche en protéines, utilisé pour l’alimentation animale. La caméline (Camelina sativa) s’avère être un outil particulièrement intéressant pour l’évaluation des caractères agronomiques associés aux plantes oléoprotéagineuses, et ce, pour plusieurs raisons : son génome présente une très forte similitude avec celui de la plante modèle Arabidopsis thaliana ; son cycle de vie court permet d’obtenir plusieurs générations par an ; la relative abondance ainsi que la taille de ses graines offrent la possibilité de travailler avec des plantes individuelles ; son rendement et le profil de son huile riche en acide gras de type omega 3 sont de qualités agronomiques; son contenu en protéines favorise la valorisation du tourteau de pressage ; enfin, comme A. thaliana, le processus de transformation de la caméline est simple et permet de générer de nombreux transformants afin de valider le transfert de connaissances (Faure and Tepfer, 2016). Ces avantages se traduisent par des tailles de plante et de graine intermédiaires entre le colza et A. thaliana (Tepfer et al., 2016). En outre, avec des variétés d’hiver et de printemps, la caméline est adaptée aux conditions climatiques européennes et elle est peu exigeante en intrants pour la culture. L'espèce soufrait d'une limitation majeure par son caractère hexaploide avec la présence de 3 génomes extrêmement proches qui réduisait les possibilités d'amélioration génétique. La disponibilité des outils d'édition de gènes comme CRISPR-Cas9 offre maintenant une opportunité unique pour créer dans une espèce polyploïde de la variabilité génétique associée à des gènes d'intérêt agronomique.

Des mutations dans les 3 gènes homéologues codant la delta-12-desaturase (FAD2) responsable de la désaturation de l'acide oléique en acide linoleique ont été spécifiquement obtenus chez Camelina sativa. Cela a conduit à la création d'une collection unique de plusieurs centaines de lignées présentant des combinaisons de mutations (allèles) dans l'un ou plusieurs des gènes FAD2. Ces différentes lignées présentent une accumulation d'acide oléique dans l'huile pouvant varier de 10 à 62% sans affecter la teneur globale en acide gras de l'huile. Les différentes combinaisons alléliques sur les 3 gènes homéologues permettent de plus une analyse non biaisée des caractères quantitatifs associés à ces gènes comme par exemple la contribution respective de ces 3 gènes dans l'accumulation d'acide oléique dans la graine comparée à la feuille. Ce type d'approche contribue de façon unique à la création de variabilité génétique pour l'amélioration de cette espèce.

J-D. Faure, M. Tepfer. 2016. Camelina, a Swiss knife for plant lipid biotechnology. OCL - Oilseeds fats, Crop. Lipids, 43:D503, doi:10.1051/ocl/2016023.

M. Tepfer, B. Dubreucq, J-D. Faure. 2016. La caméline , une plante modèle pour la recherche translationnelle. Biofutur, 380:38–41.

Publication du projet

C. Morineau, Y. Bellec, F. Tellier, L. Gissot, Z. Kelemen, F. Nogué, J-D. Faure. 2017. Selective gene dosage by CRISPR-Cas9 genome editing in hexaploid Camelina sativa. Plant Biotechnol. J., 15:729–739. doi:10.1111/pbi.12671.

Contact au sein de SPS

Jean-Denis Faure
Institut Jean-Pierre Bourgin
jean-denis.faure[at]inra.fr